高考物理总复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天第3课时万有引力与航天试题1

1、1第第 3 3 课时课时万有引力与航天万有引力与航天1下列说法中正确的是()a牛顿运动定律就是经典力学b经典力学的基础是牛顿运动定律c牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题d经典力学可以解决自然界中的所有问题解析经典力学并不等于牛顿运动定律， 牛顿运动定律只是经典力学的基础； 经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中的所有问题， 因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系， 明确经典力学的适用范围才能正确解决此类问题。答案b2(20169 月绍兴适应性考试)我国卫星移动通信系统首发星，被誉为中国版海事卫星的天通一号 01 星， 在 2016

2、 年 8 月 6 日在西昌卫星发射中心顺利升空并进入距离地球约三万六千公里的地球同步轨道。 这标志着我国迈入了卫星移动通信的“手机时代”。 根据这一信息以及必要的常识，尚不能确定该卫星的()a质量b轨道半径c运行速率d运行周期解析由距离地球约三万六千公里的地球同步轨道，可以确定轨道半径r和周期t，由v2rt可确定运动速率v，而不能确定的是该卫星的质量。答案a3如图所示的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴上，下列对环绕地球做匀速圆周运动的说法不正确的是()a卫星的轨道可能为ab卫星的轨道可能为bc卫星的轨道可能为cd同步卫星的轨道只可能为b解析地球卫星做圆周运动的向心力都是由万有引力提供， 所

3、以卫星的轨道圆心就是地球的2球心，故a不可能成为卫星的轨道；同步卫星的轨道只能在赤道平面内。答案a4(2016温州十校期中)已知某天体的第一宇宙速度为 8 km/s，设该星球半径为r，则在距离该星球表面高度为 3r的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为()a2 2 km/sb4 km/sc4 2 km/sd8 km/s解析由第一宇宙速度的定义可知gmmr2mv20r2v0为第一宇宙速度，当宇宙飞船处于 3r高度处时，万有引力提供向心力有gmm（4r）2mv2（4r）2由可求得v4 km/s。故本题的正确选项为 b。答案b5(2016杭二中期中)我国发射的卫星成功进入了“拉格朗日点”的轨道

4、，我国成为世界上第三个造访该点的国家，如图所示。该“拉格朗日点”位于太阳与地球连线的延长线上，一飞行器位于该点， 在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动， 则该飞行器的()a向心力仅由太阳的引力提供b周期小于地球公转的周期c绕速度大于地球公转的线速度d向心加速度小于地球公转的向心加速度解析探测器的向心力由太阳和地球引力的合力提供， 故 a 错误； 飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，周期相同，故 b 错误；角速度相等，根据vr，知探测器的线速度大于地球的线速度，故 c 正确；根据ar2知，探测器的向心加速度大于地球的向心加速度，故 d 错误；故选 c。答案c6设太阳质量为m，某

5、行星绕太阳公转周期为t，轨道可视作半径为r的圆。已知万有引力常量为g，则描述该行星运动的上述物理量满足()agm42r3t2bgm42r2t23cgm42r2t3dgm4r3t2解析本题根据行星所受的万有引力提供其做圆周运动的向心力列方程求解。对行星有：gmmr2m42t2r，故gm42r3t2，选项 a 正确。答案a7(2016台州中学期中)如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且大于c的质量，则()ab、c的周期相等，且小于a的周期bb、c向心加速度相等，且小于a的向心加速度cb、c的线速度大小相等，且大于a的线速度db、c所需的向心力相等解析

6、根据万有引力提供向心力得，gmmr2mamv2rm42t2r，解得agmr2，vgmr，t42r3gm；所以根据t42r3gm可知，轨道半径越大，周期越大。所以b、c的周期相同，大于a的周期，故 a 错误；根据agmr2可知，轨道半径越大，加速度越小，所以b、c的向心加速度相等，小于a的向心加速度，故 b 正确；根据vgmr可知，轨道半径越大，线速度越小，所以b、c的线速度相等，小于a的线速度，故 c 错误；根据fgmmr2，因为a、b质量相同，且大于c的质量，而b、c半径相同大于a的半径，所以fafb，fbfc，故 d 错误，故选 b。答案b8(20168 月温州选考模拟)登上火星是人类的梦

7、想，“嫦娥之父”欧阳自远院士透露：中国计划于 2020 年登陆火星。地球和火星公转可视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表信息可知()行星半径/m质量/kg公转轨道半径/m地球6.41066.010241.51011火星3.41066.410232.310114a.火星的公转周期较小b火星公转时的向心加速度较小c火星公转时的线速度较大d火星公转时的角速度较大解析由表中信息知r火r地，根据牛顿第二定律gmmr2m42rt2mamv2rmr2得：t42r3gm，agmr2，vgmr3，gmr3，轨道半径大，周期大，向心加速度小，线速度小，角速度小，故 b 正确，a、c、d 不正确。答案b9火

8、星的质量和半径分别约为地球的110和12，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为()a0.2gb0.4gc2.5gd5g解析星球表面重力等于万有引力，gmmr2mg，故火星表面的重力加速度g火g地m火r2地m地r2火0.4，故选项 b 正确。答案b10若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()a.pq倍b.qp倍c.pq倍d.pq3倍解析对于中心天体的卫星，gmmr2mv2r，vgmr，设该行星卫星的环绕速度为v，地球卫星的环绕速度为v，则vvmmrrpq，c 正确。答案c11如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速

9、圆周运动，a、b到地心o的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则()5a.v1v2r2r1b.v1v2r1r2c.v1v2r2r12d.v1v2r1r22解析由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据gmmr2mv2r，得vgmr，所以v1v2r2r1，故 a 正确，b、c、d 错误。答案a12如图所示，a、b、c三颗卫星在各自的轨道上运行，轨道半径rarbrc，但三个卫星受到地球的万有引力大小相等，则下列说法正确的是()a三个卫星的加速度为aaabacb三个卫星的速度为vavbmbmcd三个卫星的运行周期为tatbtc解析卫星的向心加速度agmr2，轨

10、道半径越小，向心加速度越大，选项 a 错误；卫星的速度vgmr，则轨道半径越小，速度越大，选项 b 错误；由于三个卫星受到地球的万有引力大小相等，由fgmmr2可知，轨道半径越大，卫星的质量越大，选项 c 错误；卫星的运行周期t2r3gm，所以轨道半径越大，周期越长，选项 d 正确。答案d13 一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球绕太阳匀速圆周运动的半径的 4 倍， 则这颗小行星运转的周期是()a4 年b6 年c8 年d9 年解析行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供，由牛顿第二定律得gmmr2m42rt2， 解得t2r3gm， 故t星t地r3星r3地43181， 解得t星8t地81 年8 年，因此 c 正确。6答案c14近年来，人类发射了多枚火星探测器，对火